歡迎訪問龍巖市科學技術協會網站! 2018年3月20日 星期二   在線投稿 設為主頁 加入收藏
首 頁 科協簡介 公告通知 重要新聞 科學普及 學會活動 科技人物 基層動態 政策法規 科普博覽 科普惠農 文件下載
j 龍巖市科學技術協會 >> 縐戞妧浜虹墿 關閉窗口
葛庭燧
發布人:admin 發布時間:2009/4/23 瀏覽次數:16570


  葛庭燧(1913-2000):著名金屬物理學家,中國科學院院士。山東省蓬萊人。中國科學院固體物理所所長、名譽所長、研究員。

  葛庭燧先生畢生致力于金屬物理學的發展。他創造性地發明了被國際科學界命名為“葛氏擺”的內耗測量裝置,并成功地利用該裝置首次發現了晶界內耗峰一葛氏峰,奠定了非線性滯彈性理論的實驗基礎。他所領導的研究集體在晶界弛豫、位錯阻尼和非線性滯彈性內耗研究方面取得了大量的原創性成果,獲得了國家和中科院的多次獎勵。他本人也因其杰出的科學成就先后獲得了內耗與超聲衰減領域的最高國際獎一甄納獎,橋口隆吉材料科學獎,何梁何利科技進步獎,美國金屬、礦物、材料(TMS)學會的梅爾獎。


  聽慣了太多關于科學家在一夜之間發現新現象、建立新理論的故事,就夢想一夜成名,耐不得科學研究過程中的寂寞和艱苦。這種急功近利的浮躁心理是科學研究的大忌。在提倡科技創新的今天,更應鼓勵十年磨一劍的堅韌和毅力。葛庭燧先生及其所領導的科研小組半個世紀以來致力于建立非線性滯彈性內耗理論的研究過程,就是一個很好的例證。


  內耗(internal friction)是材料中的機械振動能量由于材料內部的原因而被轉換成其它形式的能量(一般為熱能)的現象。把機械振動能量的吸收作為一些外部參量如頻率、溫度、振幅等的函數時,就得到了機械振動能量吸收譜(內耗譜)。內耗譜技術由于其對晶體缺陷的高度敏感性而在研究缺陷的狀態和動力學行為方面得到了廣泛的應用。內耗現象根據其是否與振幅有關而分為線性的和非線性的內耗。非線性滯彈性是葛庭燧在總結了大量實驗結果的基礎上提出來的一個新概念,用來表征固體材料的這樣一種性質,即在很低的應力振幅下(小于10-SG,G是切變模量),弛豫型的內耗也表現出振幅效應。它所反映的實際上是在低應力振幅下,動態應力與應變的非線性關系。非線性滯彈性內耗的特點是既出現溫度內耗峰(當內耗作為溫度的函數時),同時又在溫度內耗峰出現的溫度區間內出現振幅內耗峰(當內耗作為振幅的函數時),且溫度內耗峰隨著頻率的降低而向低溫移動,表現弛豫的性質。經過幾十年來在鋁-鎂(A1-Mg)、鋁-銅(A1-Cu)合金中的大量工作,發現并詳細研究了與溶質原子和位錯(彎結)的交互作用有關的七個溫度內耗峰,基本上奠定了非線性滯彈性這門新學科的實驗基礎。整個過程歷時52年。


  1948年~1949年發現現象。這是葛庭燧先生回國前在美國的最后2年時間。繼發明葛氏扭擺和發現葛氏峰之后,葛庭燧先生又在勤奮工作的基礎上發現了一個新現象。他在冷加工的鋁-銅(AI-O.5wt%Cu)合金中,在室溫附近觀察到了非線性滯彈性現象。因為Cu在A1中的固溶度很低,在A1-0.5wt%Cu合金中很容易出現沉淀過程,因此葛庭燧先生把非線性滯彈性現象直觀地解釋為與沉淀過程有關。但后來的研究證明,這個最初的解釋是錯誤的。這說明,對現象的本質的認識,不能只憑直覺,而必須經過嚴格的論證和分析才能得到。


  1952年~1966年認清機理。1952年葛庭燧先生在沈陽金屬研究所建立了新中國第一個內耗實驗室,繼續對非線性滯彈性現象進行深入研究。除了重復A1-Cu合金中的現象外,還在A1-Mg合金中觀察到了類似的現象。由于A1-Mg合金中不存在沉淀過程,再加上在完全退火的試樣中以及高純Al中沒有看到此現象,葛庭燧領導的科研小組逐步認識到,非線性滯彈性現象應該與位錯和溶質原子的交互作用有關。進一步的分析研究表明,所牽涉到的位錯運動應該是通過彎結沿位錯線的側向運動來實現的,而溶質原子的擴散是在位錯芯區的管道擴散,從而提出了位錯彎結-溶質原子芯氣團模型,揭示了該現象的物理本質。


  1980年~2000年建立理論。1980年葛庭燧先生從沈陽到了合肥,建立了中科院固體所內耗與固體缺陷重點實驗室,進一步從事非線性滯彈性現象的實驗和理論研究。在此期間,他和研究生們發現了位于室溫附近的非線性滯彈性內耗峰是由兩個子峰組成,并分別對應于溶質原子在位錯芯區的橫向(垂直于位錯線)和縱向(平行于位錯線)的擴散過程。他們先后在低于室溫和高于室溫的溫度范圍,發現并系統研究了5個與位錯和溶質原子的不同組態有關的內耗峰,完整地勾畫出了位錯與溶質原子交互作用相對應的內耗譜。他們構造了溶質原子在位錯芯區的擴散方程,并通過解析和數值方法計算出了內耗曲線,這些曲線與非線性滯彈性現象的實驗結果相一致,從而初步建立了非線性滯彈性的理論框架。非線性滯彈性的實驗發現和理論建立,不但為內耗學科開辟了新的研究領域,而且使人們可以通過實驗直接測量出溶質原子在位錯芯區的擴散激活能,而這種科學數據是通過別的方法很難得到的。


  在近半個世紀的科研工作中,葛庭燧領導的科研小組從發現現象,開始建立模型,逐步深化認識,克服種種困難,解決遇到的各種各樣的問題,最終在系統研究非線性滯彈性的實驗現象的基礎上,建立了較完整的理論體系,先后獲得了國家自然科學三等獎和中國科學院自然科學一等獎。這期間,曾有過久無進展的茫然,也有過不被理解的苦惱和坐冷板凳的孤獨,但從未有過放棄繼續深入研究的念頭,幾經周折,終于走出困境,享受到了成功的喜悅。人們往往注重科學研究的最終結果,卻常常忽視成功背后的艱辛,而付出的這些艱辛比科研的成功更重要,因此只有持之以恒、鍥而不舍,才能最終攀登科學的高峰。



福建龍巖市科學技術協會 版權所有  閩ICP備16038052號-1  訪問量:1876815
主辦:福建龍巖市科學技術協會  地址:龍巖大道1號市行政中心東附樓4層  郵編:364000
電話:0597-3213020  傳真:0597-3213011  電子信箱:[email protected]  技術支持:福建創高科技有限公司
嘉盛投资